霧霾返場，PM2.5再次成為人們冬日里的關注焦點。

　　唐孝炎：北京大學環(huán)境學院教授，中國工程院院士，環(huán)境科學專家。聽聽她談霧霾產(chǎn)生的真正原因!

　　作為霧霾方面的專家，唐孝炎院士詳細解讀了中國PM2.5的問題。

　　1.什么是霾?

　　霾是一個天氣現(xiàn)象。霾天氣被定義為“大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10千米的空氣普遍有混濁現(xiàn)象，使遠處光亮物微帶黃、紅色，使黑暗物微帶藍色”

　　*PM2.5：即細顆粒物，指環(huán)境空氣中空氣動力學當量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物。

　　所以從第二條霾粒子平均直徑大約在1~2微米可知，PM2.5是組成霾粒子的重要組成成分。

　　上圖是唐院士的一個學生從韓國飛回北京時，在飛機上拍攝的照片。

　　2.霧與霾不是一回事!

　　霧較容易散去，霾卻很難

　　因為霧含水量大，受天氣變化的影響比較大，太陽一出來，遇到干燥空氣，霧就很容易散去，所以霧一般不會整天都有。但是霾就比較麻煩，因為它水蒸汽含的不多，濕度在百分之八十以下，再加上霾所處空間一般是3000米以下，如果當上空存在逆溫層，而水平方向沒有風或風很小，空氣上下對流或者水平流動不暢通時，霾就無法散去。

　　3.環(huán)境大氣顆粒物粒徑分布與粒徑比較

　　4.顆粒物進入身體部位和危害

　　5.顆粒物與大氣能見度關系

　　唐院士作為中國最早開始研究PM2.5的先驅(qū)之一，在上世紀九十年代末就針對大氣能見度和顆粒物之間的關系做過科學實驗。

　　兩張圖表明PM2.5和大氣能見度間呈明顯負相關。

　　6.城市大氣細顆粒物PM2.5的來源

　　二次污染涉及相變的化學反應，工業(yè)燃燒、汽車尾氣等排出的VOC(揮發(fā)性有機物)、氮氧化物、二氧化硫等氣體污染物在大氣中氧化劑和太陽光等作用下，發(fā)生反應，變?yōu)镻M2.5、PM10等顆粒物。

　　7.我國污染為何越來越嚴重

　　2013年1月中國大部分地區(qū)PM2.5濃度均超標，而京津冀地區(qū)成為重災區(qū)。

　　而下面的圖相信就能解開這個謎團

　　最近幾年，火力發(fā)電占比雖在下降，但依然維持在7成左右。

　　由圖可知，雖然單位GDP能耗在下降，但由于能源結(jié)構(gòu)中9成為煤和油，發(fā)電量(其中7成為火電)的增加、汽車保有量的增加，還有《穹頂之下》中道出的對煤炭和石油的低效利用等原因，必然導致總排放的增加和空氣的進一步惡化。

　　污染天氣形成的原因

　　8.未來方向

　　以上右半邊指標為硬性指標，屆時必須達到。

　　未來治霾之路任重道遠，但我們依然充滿信心，因為我們每個人都有一顆還祖國碧水藍天、還子孫清新空氣的心愿，這是一份信念，更是一份守護。

　　最后送給大家英國的一些小經(jīng)驗，從你我做起，就在此刻，就在此地，就在此生~

　　唐孝炎：中國工程院院士，環(huán)境科學專家。曾任中國環(huán)境學會副理事長、北京大學環(huán)境科學中心主任，曾獲國家科技進步一等獎1次、國家科技進步二等獎3次、“何梁何利”科學技術進步獎1次。我國大氣環(huán)境化學專業(yè)創(chuàng)始人，在環(huán)境化學前沿領域大氣臭氧、酸雨和大氣細顆粒物(氣溶膠)化學方面做過許多具有開拓性和創(chuàng)造性的系統(tǒng)工作。

　　文字訪談版

　　霧、霾是氣象學的名詞，霧霾天氣的成因并不是只有污染一種，霧霾古代就有，空氣中有很多細小的顆粒物，比如塵土、海浪帶起來的泡沫、花粉等等，特別是刮風帶起來的土壤顆粒物，都是自然界中本來存在的。這些細小顆粒物飄浮在大氣中，表面會吸附一定的水汽，重力不大，不易沉降，它就會飄浮到上空吸收大量水分后成為云或霧的凝結(jié)核。有一些細小顆粒物集聚在近地面，受地面濕度的影響，它們會吸收、折射或者反射太陽光，造成能見度下降，這個時候這些細小顆粒就參與形成霾。當大氣中有大量二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機物等污染物時，它們形成的硫酸和硫酸鹽、硝酸和硝酸鹽及有機物等，由于它們對光的效應，造成了視程障礙使霾的程度和危害性加大。

　　霧和霾的區(qū)別看起來似乎不大，只是濕度的問題。但是對它們的判別界限問題曾經(jīng)引起氣象學界一段時間的學術討論和爭議。簡言之，按當前氣象部門的定義，大氣的濕度低于百分之八十，顆粒物的光效應使能見度下降到十公里以內(nèi)，造成灰蒙蒙的視程障礙現(xiàn)象叫做霾，但是當濕度高到百分之九十以上，那時候就變成輕霧，水汽更大時就成為霧了。霧較容易散去，霾卻很難。因為霧含水量大，受天氣變化的影響比較大，太陽一出來，遇到干燥空氣，霧就很容易散去，所以霧一般不會整天都有。但是霾就比較麻煩，因為它水蒸汽含的不多，濕度在百分之八十以下，再加上霾所處空間一般是3000米以下，如果當上空存在逆溫層，而水平方向沒有風或風很小，空氣上下對流或者水平流動不暢通時，霾就無法散去。

　　污染是造成嚴重霧霾的內(nèi)因，氣象條件則是外因。霧霾跟能源使用的排放有關。我們知道，二氧化硫、氮氧化物、氨氣以及揮發(fā)性有機物等污染物都是氣體，為什么到大氣中會變成顆粒物并最終形成霾呢?因為大氣具有氧化性，能源燃燒后排放的氣體污染物可以說是一次污染物，進入大氣中以后，產(chǎn)生了非常復雜的化學反應，產(chǎn)生了二次污染物。由于一次污染物的價態(tài)偏低，比如二氧化硫、一氧化氮都是屬于還原價態(tài)，而大氣中存在大量的自由基，低價態(tài)的氣體很容易跟自由基產(chǎn)生被氧化的反應形成高價態(tài)的硫酸、硝酸、硫酸鹽和硝酸鹽等，有機物也有此反應。

　　目前，我們對霧霾成因的研究中對VOCs(揮發(fā)性有機物)的重視還不夠。排放進大氣的VOC和氮氧化物是使大氣氧化性增強的關鍵物質(zhì)，由于他們的非線性關系，地區(qū)不同兩者作用的比值也會有所不同。比如，曾有研究指出，北京城區(qū)的大氣氧化性的增強，VOC的作用甚至大于氮氧化物，而郊區(qū)則相反。VOC是碳氫的結(jié)合體，它的產(chǎn)生相當大部分和燃燒有關，可以說任何燃燒都會產(chǎn)生VOC，所以跟能源的使用密切相關，煤炭、石油、天然氣里面都存在有機質(zhì)，煉油、化工都是排放大戶，甚至秸稈燃燒、使用涂料和餐飲等也產(chǎn)生VOC。長期以來，人們一直認為煤炭燃燒是霾形成的主因，忽視化工產(chǎn)生的污染，關注的重點主要是煙塵和二氧化硫，忽略了氮氧化物和VOC，如果認識清晰起來，天然氣不能算是清潔能源。

　　鍋爐和汽車中的燃燒過程都會產(chǎn)生細顆粒物，PM2.5有一次排放和二次排放之分，一次排放就是燃燒直接產(chǎn)生的顆粒物，二次排放是燃燒產(chǎn)生的氣體在大氣中發(fā)生化學反應和核化反應后產(chǎn)生的顆粒物，電廠目前已有的除塵裝置，最多只能除掉PM1以上的顆粒物，PM1以下的還除不掉。

　　汽車會排放很多VOC，VOC的多少和油品以及燃燒是否充分有很大關系，有機物最.好的轉(zhuǎn)化結(jié)果就是變成二氧化碳和水，但是發(fā)動機的燃燒過程來不及充分完成就排放掉了，特別是汽車在城區(qū)低速行駛或怠速的時候。有些國家就有專門法律規(guī)定，遇到紅燈時汽車必須熄火。

　　有人認為城市里的汽車排放了很多氮氧化物，其實不全是這樣，氮氧化物的產(chǎn)生和燃燒的溫度關系最.大，汽車在城區(qū)行駛，速度不會太快，發(fā)動機燃燒溫度不會太高，氮氣和氧氣的反應轉(zhuǎn)化就比較少。哪兒的氮氧化物多呢，高速公路上，汽車在高速公路行駛的速度很快，發(fā)動機溫度很高，產(chǎn)生的氮氧化物就越多。柴油車排放更多。

　　控制汽車產(chǎn)生廢氣的一個方法是在汽車上安裝“三元催化轉(zhuǎn)換器”，現(xiàn)在汽車上一般都裝了，但是用的時間長了它會老化，作用會減弱，所以新車的氮氧化物排放比舊車要低?，F(xiàn)在香港要求汽車的“三元催化轉(zhuǎn)換器”每兩年必須更換一次，但是我國大多數(shù)省份沒有這個要求。

　　有時候我去北京的北五環(huán)，馬路邊上有很多人拿著代辦車檢的牌子，現(xiàn)在這個事兒已經(jīng)成為了一個行業(yè)，不管你的車合不合格，他們都能幫你檢測合格?，F(xiàn)在又出現(xiàn)了租借“三元催化轉(zhuǎn)換器”的現(xiàn)象，車主可以花錢租借一個新的來專門應付車檢，驗完之后再還給人家。這個現(xiàn)象的背后就是管理問題，現(xiàn)在的管理是粗放的，而不是精細管理。

　　別小看餐飲一條街，VOC多，二氧化硫也高，氮氧化物也高，所以說能源利用的問題很復雜。特別是對于北方城市，冬季采暖的散煤燃燒問題，采暖地區(qū)郊區(qū)每年冬天用掉的散煤如何管?有的政府不管這些小的，只管電廠大鍋爐還有冶金等這些重點源。散煤燃燒，分散污染非常嚴重。所以我覺得能源革命里面生產(chǎn)和消費都要有，要注意這些小的以前沒注意的東西。

　　我特別喜歡講的是巴西的一個城市，他們市長在規(guī)劃城市的時候就設計了專門的馬路通道，其寬度只允許一個大巴車來一個大巴車去，雙向車道，金融機構(gòu)、政府機關、企業(yè)總部等只允許建設在這條主路及輔路旁。這條路只能通行公共汽車，所有輕型汽車來了只能停在郊區(qū)或大道旁，然后人們換坐公交車進城。另外他們?yōu)榱耸箍諝饬魍ê?，在主路兩旁的房子是較低矮的，高樓都建在后面，不在汽車最密集的地方。這個城市有220萬居民，公交使用占70%以上，這種狀態(tài)從上世紀60年代到現(xiàn)在一直執(zhí)行，已經(jīng)幾十年了，城市環(huán)境比里約和圣保羅等還清潔。